納米二氧化鈦的原位有機(jī)表面改性及性能分析

周麗 張新

摘 要：對納米二氧化鈦進(jìn)行原位有機(jī)表面改性，主要應(yīng)用于鈦白粉工業(yè)生產(chǎn)中，在汽車工業(yè)、防曬化妝品、食品包裝等眾多方面應(yīng)用廣泛?；诖?，本文提出了納米二氧化鈦二氨基苯磺酰替苯胺改性、聚合物包覆法兩種納米二氧化鈦原位有機(jī)表面改性的方法，在改性后具有抗紫外線、抗菌的功效，從而促進(jìn)納米二氧化鈦的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：納米二氧化鈦;原位有機(jī)表面改性;性能

0 引言

納米二氧化鈦是一種新型的高性能無機(jī)材料，具有獨特的物理和化學(xué)特性。將納米二氧化鈦進(jìn)行原位有機(jī)改性過程中，能夠保證顆粒的晶型不被影響，并且在改性后具有納米粒子分散性好、不易團(tuán)聚等特點，需要技術(shù)人員深入研究，保證納米二氧化鈦原位有機(jī)改性的有效性。

1 納米二氧化鈦的原位有機(jī)表面改性

1.1 二氨基苯磺酰替苯胺改性

在進(jìn)行納米二氧化鈦粒子有機(jī)表面改性過程中，需要運(yùn)用四氯化鈦、十二烷基水楊酸、鹽酸等物質(zhì)。主要為以下幾種步驟：

1.1.1 納米二氧化鈦的制備

技術(shù)人員需要將四氯化鈦緩慢的加入鹽酸溶液中，然后攪拌約10min，當(dāng)溶液上升至80℃時，會產(chǎn)生回流反應(yīng)，在反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行離心分離，技術(shù)人員需要將分離后的樣品分別用無水乙醇和去離子水進(jìn)行反復(fù)清洗，在完成上述步驟后，需要在120℃的溫度下進(jìn)行干燥工作，再研磨后得到納米二氧化鈦粉末。

1.1.2 運(yùn)用二氨基苯磺酰替苯胺進(jìn)行納米二氧化鈦表面改性

技術(shù)人員需要將適量的納米二氧化鈦加入至鹽酸溶液中，攪拌成無色透明溶液，然后將二氨基苯磺酰替苯胺放入無水乙醇中溶解，在溶解完成后，將其加入至上述無色透明溶液中，通過攪拌得到橙黃色的半透明溶液，通過回流反應(yīng)、離心分離、洗滌、研磨后得到黃色粉末[1]。

1.2 聚合物包覆法

納米二氧化鈦粒子的表面能夠吸附某種單體或與之反應(yīng)，進(jìn)而在例子表面聚合，從而產(chǎn)生新的斥力，具有增強(qiáng)無機(jī)顆粒與聚合物基體之間相容性的重要作用，主要有以下幾種方式：

1.2.1 表面接枝改性法

需要技術(shù)人員通過以下方式進(jìn)行：技術(shù)人員需要對無機(jī)離子進(jìn)行表面偶聯(lián)反應(yīng)，在反應(yīng)完成后，在其中加入可聚合的有機(jī)單體，在此過程中，會產(chǎn)生自由基的有機(jī)化合物。在產(chǎn)生有機(jī)化合物后，工作人員需要運(yùn)用高輻射、等離子等物質(zhì)，使納米二氧化鈦粒子產(chǎn)生聚合反應(yīng)，由于其具有較強(qiáng)的捕捉自由基的能力，所以能夠輕易的實現(xiàn)表面接枝。

1.2.2 微膠囊法

該種方法主要是技術(shù)人員將納米二氧化鈦粒子進(jìn)行微小顆粒膠囊化，在進(jìn)行原位有機(jī)表面改性后，此種微小膠囊通常只有一到幾百微米，主要有兩種處理方法：①工作人員通過運(yùn)用長細(xì)顆粒表面吸附能力，吸附單體，同時發(fā)生聚合;②將聚合物溶解，在溶解后，技術(shù)人員需要在其中加入超細(xì)粒子，主要作用是吸收聚合物。

1.2.3 “錨定位”包覆法

主要是將納米二氧化鈦粒子錨定位在基質(zhì)中，是一種多組分溶液的原位合成方法。

2 納米二氧化鈦的原位有機(jī)表面改性的性能

2.1 抗紫外線

紫外線會使肉類食品氧化、變色，也會破壞食品中的營養(yǎng)物質(zhì)，從而降低食品的營養(yǎng)價值。若將0.1%左右超細(xì)二氧化鈦添加至透明塑料材料包裝食品中，那么不僅能從外面看到里面的食品，而且還能使食品長期不變質(zhì)，進(jìn)而替代現(xiàn)有的塑料薄膜。同時原位有機(jī)表面改性后的納米二氧化鈦被廣泛應(yīng)用在防曬產(chǎn)品中，其抗紫外線范圍包括中波和長波，而且不僅吸收紫外線，而且能反射或散射紫外線。例如，在化妝品方面，日本每年作為防曬劑、化妝粉底和口紅等產(chǎn)品的添加原料，就需納米二氧化鈦1000t。當(dāng)超細(xì)二氧化鈦與鋁粉顏料或云母珠光顏料，以1：1或2：1的比例混后所形成的涂層，從不同的方向能觀察到不同的閃色。

2.2 抗菌

納米二氧化鈦的生產(chǎn)已逐漸向工業(yè)化發(fā)展，具有粒徑小的特點，在有機(jī)溶劑中不容易分散，通過原位有機(jī)表面改性，能夠充分地利用納米二氧化鈦的優(yōu)良特性，使已經(jīng)團(tuán)聚的粒子重新分散，并在表面包覆一層無機(jī)物或有機(jī)物膜，這層膜應(yīng)具有表面活性劑的性質(zhì)，促使納米二氧化鈦能在有機(jī)相及水相中呈高分散狀態(tài)，以實現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用，可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料，應(yīng)用于醫(yī)院病房、手術(shù)室及家庭衛(wèi)生間等細(xì)菌密集、易繁殖的場所，可有效殺死大腸桿菌、黃色葡萄糖菌等有害細(xì)菌，防止感染。同時，納米二氧化鈦能凈化空氣，具有除臭功能。另外，納米材料可以增強(qiáng)涂料的抗菌性和空氣靜化性。將納米抗菌材料，納米氧化鈦、氧化鋅、銀系納米抗菌材料等混入涂料，可制得納米抗菌涂料。涂布在人們經(jīng)常接觸到的產(chǎn)品表面，如家具、衛(wèi)生潔具、墻面、地板等，能夠起到殺菌效果。

3 結(jié)語

綜上所述，納米二氧化鈦具有催化效率高、氧化能力強(qiáng)等優(yōu)良特性，通過對納米二氧化鈦原位進(jìn)行有機(jī)改性，能夠使其具有抗紫外線、抗菌等能力，需要技術(shù)人員提高自身能力，加強(qiáng)對納米二氧化鈦的研究，發(fā)揮其價值，應(yīng)用在各個方面。

參考文獻(xiàn)：

[1]邢慧晉.納米二氧化鈦的制備及其應(yīng)用探究[J].云南化工，2019，46（03）：150-152.